污水生物處理理論

1、國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)水處理工程技術(shù)水處理工程技術(shù)污水生物處理理論蘇少林 副教授知識(shí)點(diǎn)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容 本知識(shí)點(diǎn)主要講授：本知識(shí)點(diǎn)主要講授： 一、微生物的新陳代謝及規(guī)律一、微生物的新陳代謝及規(guī)律 二、污染物的降解及可生化性二、污染物的降解及可生化性 三、生化處理方法的分類三、生化處理方法的分類 四、好氧生化處理與厭氧生化處理的區(qū)別四、好氧生化處理與厭氧生化處理的區(qū)別污

2、水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)一、微生物的新陳代謝及規(guī)律污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律1 1、水處理中常見(jiàn)的微生物及分、水處理中常見(jiàn)的微生物及分類類 微生物是指所有形體微小、微生物是指所有形體微小、單細(xì)胞的或個(gè)體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的單細(xì)胞的或個(gè)體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的多細(xì)胞，甚至無(wú)細(xì)胞的，必須借多細(xì)胞，甚至無(wú)細(xì)胞的，必須借助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能助光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的低等生物的通稱。微生觀察到的低等生物的通稱。微生物類群

3、龐雜、種類繁多，且繁殖物類群龐雜、種類繁多，且繁殖快，易變異，適應(yīng)能力極強(qiáng)，在快，易變異，適應(yīng)能力極強(qiáng)，在環(huán)境中分布極廣。環(huán)境中分布極廣。 水中常見(jiàn)的微生物非細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物病毒界具細(xì)胞結(jié)構(gòu)微生物原核微生物原核生物界藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)藻）細(xì)菌真核微生物真 菌 界酵母菌霉菌原生生物界藻類原生動(dòng)物后生動(dòng)物污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 細(xì)菌是在自然界分布最廣、數(shù)量最多、與人類關(guān)系最密細(xì)菌是在自然界分布最廣、數(shù)量最多、與人類關(guān)系最密切的微生物類群之一。其個(gè)體微小，種類繁多，對(duì)環(huán)境的適切的微生物類群之一。其個(gè)體微小，種類繁多

4、，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，增長(zhǎng)速度快。根據(jù)細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求的不同，可應(yīng)性強(qiáng)，增長(zhǎng)速度快。根據(jù)細(xì)菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求的不同，可將其分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大類。自養(yǎng)菌以將其分為自養(yǎng)菌和異養(yǎng)菌兩大類。自養(yǎng)菌以CO2CO2為主要碳源，為主要碳源，利用光能或通過(guò)氧化某些無(wú)機(jī)物釋放能量，合成自身細(xì)胞物利用光能或通過(guò)氧化某些無(wú)機(jī)物釋放能量，合成自身細(xì)胞物質(zhì)。異養(yǎng)菌以有機(jī)物作為碳源，并利用分解這些有機(jī)物過(guò)程質(zhì)。異養(yǎng)菌以有機(jī)物作為碳源，并利用分解這些有機(jī)物過(guò)程中產(chǎn)生的能量作為能源，合成細(xì)胞物質(zhì)。在污水生物化學(xué)處中產(chǎn)生的能量作為能源，合成細(xì)胞物質(zhì)。在污水生物化學(xué)處理設(shè)施中參與凈化作用的微生物主要是異養(yǎng)菌。理設(shè)施中參與凈化作

5、用的微生物主要是異養(yǎng)菌。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 真菌包括霉菌和酵母菌，與污水生化處理有關(guān)的是多細(xì)真菌包括霉菌和酵母菌，與污水生化處理有關(guān)的是多細(xì)胞的霉菌和單細(xì)胞的酵母菌。真菌是好氧菌，以有機(jī)物為碳胞的霉菌和單細(xì)胞的酵母菌。真菌是好氧菌，以有機(jī)物為碳源，常出現(xiàn)于低源，常出現(xiàn)于低pHpH值、分子氧較少環(huán)境中。值、分子氧較少環(huán)境中。 在污水生化處理設(shè)施中，真菌的種類和數(shù)目一般沒(méi)有細(xì)在污水生化處理設(shè)施中，真菌的種類和數(shù)目一般沒(méi)有細(xì)菌和原生動(dòng)物多，其菌絲常能用肉眼看到。在生物濾池的生菌和原生動(dòng)物多，其菌絲常能

6、用肉眼看到。在生物濾池的生物膜內(nèi)，真菌形成廣大的網(wǎng)狀物，具有結(jié)合生物膜的作用。物膜內(nèi)，真菌形成廣大的網(wǎng)狀物，具有結(jié)合生物膜的作用。在活性污泥中，如繁殖了大量霉菌，也會(huì)引起污泥膨脹。但在活性污泥中，如繁殖了大量霉菌，也會(huì)引起污泥膨脹。但在活性污泥中的酵母菌，具有較強(qiáng)的氧化能力。在活性污泥中的酵母菌，具有較強(qiáng)的氧化能力。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 藻類細(xì)胞內(nèi)含葉綠素及其他輔助色素，能進(jìn)行光合作用。藻類細(xì)胞內(nèi)含葉綠素及其他輔助色素，能進(jìn)行光合作用。在有光線照射時(shí)，能利用光能吸收在有光線照射時(shí)，能利用光能吸收C

7、OCO2 2合成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)合成細(xì)胞物質(zhì)，同時(shí)放出放出O O2 2。在夜間無(wú)陽(yáng)光時(shí)，則通過(guò)呼吸作用取得能量，吸收。在夜間無(wú)陽(yáng)光時(shí)，則通過(guò)呼吸作用取得能量，吸收O O2 2同時(shí)放出同時(shí)放出COCO2 2。氮、磷的存在會(huì)引起藻類的大量繁殖。氮、磷的存在會(huì)引起藻類的大量繁殖。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 原生動(dòng)物是最原始的、最低等的單細(xì)胞動(dòng)物，個(gè)體很小，但卻原生動(dòng)物是最原始的、最低等的單細(xì)胞動(dòng)物，個(gè)體很小，但卻是一個(gè)完整的有機(jī)體，它具備了動(dòng)物所必需的營(yíng)養(yǎng)、呼吸、排泄是一個(gè)完整的有機(jī)體，它具備了動(dòng)物所必需的營(yíng)養(yǎng)

8、、呼吸、排泄和生殖等機(jī)能。在污水生化處理中，原生動(dòng)物雖不如細(xì)菌那樣重和生殖等機(jī)能。在污水生化處理中，原生動(dòng)物雖不如細(xì)菌那樣重要，但原生動(dòng)物除具有吞食污水中有機(jī)物顆粒和游離細(xì)菌的能力要，但原生動(dòng)物除具有吞食污水中有機(jī)物顆粒和游離細(xì)菌的能力外，還能在一定程度上反映出污水水質(zhì)和凈化處理的效果。在不外，還能在一定程度上反映出污水水質(zhì)和凈化處理的效果。在不同的水質(zhì)環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)不同種類的原生動(dòng)物，因此原生動(dòng)物可作同的水質(zhì)環(huán)境中會(huì)出現(xiàn)不同種類的原生動(dòng)物，因此原生動(dòng)物可作為指示生物，指示污水水質(zhì)和凈化處理效果。例如，鐘蟲(chóng)在水中為指示生物，指示污水水質(zhì)和凈化處理效果。例如，鐘蟲(chóng)在水中的溶解氧充足時(shí)會(huì)大量出現(xiàn)，并

9、且很活躍，而在溶解氧較低是則的溶解氧充足時(shí)會(huì)大量出現(xiàn)，并且很活躍，而在溶解氧較低是則較少出現(xiàn)，也不活躍或發(fā)生蟲(chóng)體變形等現(xiàn)象。較少出現(xiàn)，也不活躍或發(fā)生蟲(chóng)體變形等現(xiàn)象。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 后生動(dòng)物是多細(xì)胞動(dòng)物，在污水生化處理中常見(jiàn)的有輪后生動(dòng)物是多細(xì)胞動(dòng)物，在污水生化處理中常見(jiàn)的有輪蟲(chóng)和線蟲(chóng)等。輪蟲(chóng)以細(xì)菌、小的原生動(dòng)物及有機(jī)顆粒等為食，蟲(chóng)和線蟲(chóng)等。輪蟲(chóng)以細(xì)菌、小的原生動(dòng)物及有機(jī)顆粒等為食，對(duì)污水有一定的凈化作用。輪蟲(chóng)也可以作為指示生物，當(dāng)活對(duì)污水有一定的凈化作用。輪蟲(chóng)也可以作為指示生物，當(dāng)活性污泥中

10、出現(xiàn)輪蟲(chóng)時(shí)，往往表明處理效果良好。性污泥中出現(xiàn)輪蟲(chóng)時(shí)，往往表明處理效果良好。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律2 2、微生物的代謝、微生物的代謝 在生命細(xì)胞中發(fā)生的物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為代謝。在生命細(xì)胞中發(fā)生的物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為代謝。代謝是生命活動(dòng)的基本特征之一，生命活動(dòng)的任何過(guò)程都離代謝是生命活動(dòng)的基本特征之一，生命活動(dòng)的任何過(guò)程都離不開(kāi)代謝，代謝一旦停止，生命隨之結(jié)束。在微生物的代謝不開(kāi)代謝，代謝一旦停止，生命隨之結(jié)束。在微生物的代謝過(guò)程中，細(xì)胞不斷從外部環(huán)境中攝取生長(zhǎng)需要的能源和營(yíng)養(yǎng)過(guò)程中，細(xì)胞不斷從外部

11、環(huán)境中攝取生長(zhǎng)需要的能源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)不斷將代謝產(chǎn)物（廢物）排泄到外部環(huán)境中去，物質(zhì)，同時(shí)不斷將代謝產(chǎn)物（廢物）排泄到外部環(huán)境中去，因此代謝又稱為新陳代謝。微生物要靠代謝維持其生命活動(dòng)因此代謝又稱為新陳代謝。微生物要靠代謝維持其生命活動(dòng)諸如生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)等。代謝被分為兩大類，即分解代謝諸如生長(zhǎng)、繁殖、運(yùn)動(dòng)等。代謝被分為兩大類，即分解代謝和合成代謝。和合成代謝。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)

12、律3 3、微生物的生長(zhǎng)條件、微生物的生長(zhǎng)條件 水的生物化學(xué)處理是利用微生物的作用來(lái)完成的，微生水的生物化學(xué)處理是利用微生物的作用來(lái)完成的，微生物的代謝對(duì)環(huán)境因素有一定的要求。因此，需要給微生物創(chuàng)物的代謝對(duì)環(huán)境因素有一定的要求。因此，需要給微生物創(chuàng)造適宜生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境條件，使微生物大量生長(zhǎng)繁殖，才能造適宜生長(zhǎng)繁殖的環(huán)境條件，使微生物大量生長(zhǎng)繁殖，才能獲得良好的污水處理效果。影響微生物生長(zhǎng)繁殖的主要因素獲得良好的污水處理效果。影響微生物生長(zhǎng)繁殖的主要因素有水溫、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有水溫、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pHpH值、溶解氧和有毒物質(zhì)等。值、溶解氧和有毒物質(zhì)等。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)

13、與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律4 4、微生物的生長(zhǎng)規(guī)律、微生物的生長(zhǎng)規(guī)律 在水的生化處理過(guò)程中，微生物是以活性污泥或生物膜在水的生化處理過(guò)程中，微生物是以活性污泥或生物膜形式存在的混合群體，可以看作是一種微生物的連續(xù)培養(yǎng)過(guò)形式存在的混合群體，可以看作是一種微生物的連續(xù)培養(yǎng)過(guò)程，即不斷給微生物補(bǔ)充食物，使微生物數(shù)量不斷增加。將程，即不斷給微生物補(bǔ)充食物，使微生物數(shù)量不斷增加。將活性污泥微生物在污水中接種，并在溫度適宜、溶解氧充足活性污泥微生物在污水中接種，并在溫度適宜、溶解氧充足的條件下培養(yǎng)，按時(shí)取樣計(jì)量，即可得出具有一定規(guī)律的微的條件下培養(yǎng)，按時(shí)取樣計(jì)量，即可

14、得出具有一定規(guī)律的微生物的生長(zhǎng)曲線，反映微生物群體在不同培養(yǎng)環(huán)境下的生長(zhǎng)生物的生長(zhǎng)曲線，反映微生物群體在不同培養(yǎng)環(huán)境下的生長(zhǎng)情況及微生物群體的生長(zhǎng)過(guò)程。情況及微生物群體的生長(zhǎng)過(guò)程。 污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，如下圖：長(zhǎng)時(shí)期，如下圖： 活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線停滯期：停滯期：污泥污泥馴化培養(yǎng)的最馴化培養(yǎng)的最初階段，即細(xì)初階段，即細(xì)胞內(nèi)各種酶系胞內(nèi)各種酶系統(tǒng)的適應(yīng)期。統(tǒng)的適應(yīng)期。此時(shí)

15、菌體不裂此時(shí)菌體不裂殖、菌數(shù)不增殖、菌數(shù)不增加。加。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，如下圖：長(zhǎng)時(shí)期，如下圖： 活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線對(duì)數(shù)期：對(duì)數(shù)期：細(xì)胞以最快細(xì)胞以最快速度進(jìn)行裂殖，細(xì)菌速度進(jìn)行裂殖，細(xì)菌生長(zhǎng)速度最大，此時(shí)生長(zhǎng)速度最大，此時(shí)微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐微生物的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，生物生長(zhǎng)繁殖不富，生物生長(zhǎng)繁殖不受底物或基質(zhì)限制。受底物或基質(zhì)限制。如如A段；在此階段微段；在此階段微生物

16、增長(zhǎng)的對(duì)數(shù)值與生物增長(zhǎng)的對(duì)數(shù)值與時(shí)間呈直線關(guān)系。其時(shí)間呈直線關(guān)系。其微生物數(shù)量大，但個(gè)微生物數(shù)量大，但個(gè)體小，其凈化速度快，體小，其凈化速度快，但效果較差，只能用但效果較差，只能用于前段處理于前段處理 （相當(dāng)于（相當(dāng)于生物一級(jí)強(qiáng)化工藝）。生物一級(jí)強(qiáng)化工藝）。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，如下圖：長(zhǎng)時(shí)期，如下圖： 活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線平衡期，又稱減速平衡期，又稱減速增殖期：增殖期：

17、由于營(yíng)養(yǎng)由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被大量耗消，物質(zhì)被大量耗消，此時(shí)細(xì)胞增殖速度此時(shí)細(xì)胞增殖速度與死亡速度相當(dāng)。與死亡速度相當(dāng)?；罹鷶?shù)量多且超于活菌數(shù)量多且超于穩(wěn)定，個(gè)體趨于成穩(wěn)定，個(gè)體趨于成熟。熟。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)微生物的新陳代謝及規(guī)律微生物的新陳代謝及規(guī)律 按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生按微生物生長(zhǎng)速度不同，生長(zhǎng)曲線可劃分為如下四個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，如下圖：長(zhǎng)時(shí)期，如下圖： 活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線活性污泥微生物生長(zhǎng)曲線衰亡期：衰亡期：營(yíng)養(yǎng)物基本耗營(yíng)養(yǎng)物基本耗盡，微生物只能利用菌盡，微生物只能利用菌體內(nèi)貯存物質(zhì)，大多數(shù)體內(nèi)貯存物質(zhì)，大多數(shù)細(xì)

18、胞出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，細(xì)細(xì)胞出現(xiàn)自溶現(xiàn)象，細(xì)菌死亡多，增殖少，但菌死亡多，增殖少，但細(xì)胞個(gè)體最大、凈化效細(xì)胞個(gè)體最大、凈化效果強(qiáng)（對(duì)有機(jī)物而言）。果強(qiáng)（對(duì)有機(jī)物而言）。同時(shí)，自養(yǎng)菌比例上升，同時(shí)，自養(yǎng)菌比例上升，硝化作用加強(qiáng)。如氧化硝化作用加強(qiáng)。如氧化溝或硝化段（相當(dāng)于二溝或硝化段（相當(dāng)于二級(jí)半或延時(shí)曝氣工藝）。級(jí)半或延時(shí)曝氣工藝）。 污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)二、污染物的降解及可生化性污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性1 1、

19、生物化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、生物化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 在水的生化處理過(guò)程中，其生物化學(xué)反應(yīng)是指在環(huán)境因在水的生化處理過(guò)程中，其生物化學(xué)反應(yīng)是指在環(huán)境因素，如水溫、溶解氧、素，如水溫、溶解氧、pHpH值等都滿足要求的條件下，微生物值等都滿足要求的條件下，微生物對(duì)有機(jī)污染物的代謝；微生物本身的增長(zhǎng)及微生物對(duì)溶解氧對(duì)有機(jī)污染物的代謝；微生物本身的增長(zhǎng)及微生物對(duì)溶解氧的利用等生物化學(xué)反應(yīng)。的利用等生物化學(xué)反應(yīng)。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性（1 1）微生物增長(zhǎng)速度）微生物增長(zhǎng)速度 微生物的增長(zhǎng)速度不僅與微生物量有關(guān)，而且與基質(zhì)濃

20、微生物的增長(zhǎng)速度不僅與微生物量有關(guān)，而且與基質(zhì)濃度（限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度）有關(guān)。法國(guó)學(xué)者莫諾（度（限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度）有關(guān)。法國(guó)學(xué)者莫諾（MonodMonod）在研究微生物生長(zhǎng)的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了微生物在研究微生物生長(zhǎng)的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提出了微生物的增長(zhǎng)速度與限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度之間的關(guān)系式，即莫諾方的增長(zhǎng)速度與限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度之間的關(guān)系式，即莫諾方程式：程式：SKSsmaxSKSsmaxSKSsmax SKSsmaxSKSsmax污水生物處理理論污水生物處理理論SKSsmax國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性莫諾方程式表示的關(guān)

21、系如下圖所示。莫諾方程式表示的關(guān)系如下圖所示。 微生物比增長(zhǎng)速度與基質(zhì)濃度的關(guān)系微生物比增長(zhǎng)速度與基質(zhì)濃度的關(guān)系污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性 當(dāng)基質(zhì)濃度當(dāng)基質(zhì)濃度S S 較小時(shí)，較小時(shí)，S SK Ks s，, ,是一級(jí)反應(yīng)，即微生是一級(jí)反應(yīng)，即微生物的增長(zhǎng)速度與基質(zhì)濃度成正比，微生物的增長(zhǎng)處于平衡期；物的增長(zhǎng)速度與基質(zhì)濃度成正比，微生物的增長(zhǎng)處于平衡期；當(dāng)基質(zhì)濃度當(dāng)基質(zhì)濃度S S 很大時(shí)，很大時(shí)，S SK Ks s， maxmax，達(dá)到最大，是，達(dá)到最大，是零級(jí)反應(yīng)。此時(shí)，再增加基質(zhì)濃度，對(duì)微生物的增長(zhǎng)也

22、無(wú)影零級(jí)反應(yīng)。此時(shí)，再增加基質(zhì)濃度，對(duì)微生物的增長(zhǎng)也無(wú)影響，微生物的增長(zhǎng)處于對(duì)數(shù)期；當(dāng)響，微生物的增長(zhǎng)處于對(duì)數(shù)期；當(dāng)S S與與K Ks s相差不大時(shí)，反應(yīng)級(jí)相差不大時(shí)，反應(yīng)級(jí)數(shù)在數(shù)在0 01 1之間，是混和級(jí)反應(yīng)，增大基質(zhì)濃度，微生物增長(zhǎng)之間，是混和級(jí)反應(yīng)，增大基質(zhì)濃度，微生物增長(zhǎng)速度加快，但與基質(zhì)濃度不成正比。速度加快，但與基質(zhì)濃度不成正比。 在使用莫諾方程式時(shí)，在使用莫諾方程式時(shí)，S S 項(xiàng)必須是限制微生物增長(zhǎng)的營(yíng)項(xiàng)必須是限制微生物增長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度。在污水生物處理過(guò)程中，一般認(rèn)為有機(jī)物是限養(yǎng)物質(zhì)濃度。在污水生物處理過(guò)程中，一般認(rèn)為有機(jī)物是限制微生物增長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通常以生化需氧量制微生物

23、增長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，通常以生化需氧量(BOD)(BOD)或化學(xué)需或化學(xué)需氧量氧量(COD)(COD)計(jì)。計(jì)。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性（2 2）基質(zhì)降解速度）基質(zhì)降解速度 在微生物的代謝過(guò)程中在微生物的代謝過(guò)程中, ,一部分基質(zhì)被降解為低能化一部分基質(zhì)被降解為低能化 合物，微生合物，微生物從中獲得能量，一部分基質(zhì)用于合成新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物體不斷物從中獲得能量，一部分基質(zhì)用于合成新的細(xì)胞物質(zhì)，使微生物體不斷增加，因此微生物的增長(zhǎng)是基質(zhì)降解的結(jié)果。增加，因此微生物的增長(zhǎng)是基質(zhì)降解的結(jié)果。 在微生物代謝過(guò)程中

24、，不同的基質(zhì)用于合成微生物細(xì)胞的比例不同，在微生物代謝過(guò)程中，不同的基質(zhì)用于合成微生物細(xì)胞的比例不同，但微生物的增長(zhǎng)速度與基質(zhì)的降解速度之間有一定的關(guān)系：但微生物的增長(zhǎng)速度與基質(zhì)的降解速度之間有一定的關(guān)系： = = Y Yq q 由式（由式（4.2.24.2.2） 定義，一起代入式（定義，一起代入式（5-15-1），），可得：可得： 污水生物處理理論污水生物處理理論maxmaxqY SKSqqsmax國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性（3)3)微生物凈增長(zhǎng)速度微生物凈增長(zhǎng)速度 一般在污水的生物化學(xué)處理過(guò)程中一般在污水的生物化學(xué)處理過(guò)程中, ,

25、為了獲得較好的處為了獲得較好的處理效果理效果, ,通?？刂莆⑸锏纳L(zhǎng)處于平衡期或內(nèi)源呼吸期初通常控制微生物的生長(zhǎng)處于平衡期或內(nèi)源呼吸期初期，這樣，在新細(xì)胞合成的同時(shí)期，這樣，在新細(xì)胞合成的同時(shí), ,部分微生物也存在內(nèi)源呼部分微生物也存在內(nèi)源呼吸而導(dǎo)致微生物細(xì)胞物質(zhì)的減少，使得微生物的凈增長(zhǎng)量小吸而導(dǎo)致微生物細(xì)胞物質(zhì)的減少，使得微生物的凈增長(zhǎng)量小于細(xì)胞合成量。因此，微生物凈增長(zhǎng)速度可表達(dá)為：于細(xì)胞合成量。因此，微生物凈增長(zhǎng)速度可表達(dá)為：污水生物處理理論污水生物處理理論xKdtdSYdtdxdug國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性 式（式（4.

26、2.44.2.4）兩邊同除以）兩邊同除以 x x ，得：，得： 在生產(chǎn)實(shí)踐中，產(chǎn)率系數(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中，產(chǎn)率系數(shù)Y Y 常以實(shí)測(cè)的表觀產(chǎn)率系常以實(shí)測(cè)的表觀產(chǎn)率系數(shù)數(shù)Y Y obs obs代替，代替， 表觀產(chǎn)率系數(shù)表觀產(chǎn)率系數(shù)Y Yobsobs沒(méi)有包括由于內(nèi)源呼吸沒(méi)有包括由于內(nèi)源呼吸作用而減少的那部分微生物質(zhì)量，所以又稱微生物凈增長(zhǎng)作用而減少的那部分微生物質(zhì)量，所以又稱微生物凈增長(zhǎng)系數(shù)。這樣，式（系數(shù)。這樣，式（4.2.44.2.4）和式（）和式（4.2.54.2.5）可分別改寫(xiě)為：）可分別改寫(xiě)為：污水生物處理理論污水生物處理理論dKYq uobsgdtdSYdtdxqYobs國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)

27、與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)污染物的降解及可生化性污染物的降解及可生化性2 2、污水的可生化性、污水的可生化性 污水的可生化性是指污水中所含的有機(jī)污染物在微生物的代謝污水的可生化性是指污水中所含的有機(jī)污染物在微生物的代謝作用下改變化學(xué)結(jié)構(gòu)，從復(fù)雜的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的小分子物作用下改變化學(xué)結(jié)構(gòu)，從復(fù)雜的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的小分子物質(zhì)，從而改變化學(xué)和物理性能所能達(dá)到的生物降解程度。研究有機(jī)質(zhì)，從而改變化學(xué)和物理性能所能達(dá)到的生物降解程度。研究有機(jī)物的可生化性的目的在于了解其分子結(jié)構(gòu)能否在微生物作用下分解物的可生化性的目的在于了解其分子結(jié)構(gòu)能否在微生物作用下分解到環(huán)境所允許的結(jié)構(gòu)形態(tài)，以及是否有足夠快

28、的分解速度。如果污到環(huán)境所允許的結(jié)構(gòu)形態(tài)，以及是否有足夠快的分解速度。如果污水中的有機(jī)物不能被微生物降解，生物處理則不能獲得良好的效果。水中的有機(jī)物不能被微生物降解，生物處理則不能獲得良好的效果。因此，評(píng)價(jià)污水的可生化性是設(shè)計(jì)污水生化處理工程的前提條件。因此，評(píng)價(jià)污水的可生化性是設(shè)計(jì)污水生化處理工程的前提條件。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)三、生化處理方法的分類污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)生化處理方法的分類生化處理方法的分類 從微生物的代謝形式出發(fā)，生化處理方法主

29、要從微生物的代謝形式出發(fā)，生化處理方法主要可分為好氧生化處理和厭氧生化處理兩大類；按照可分為好氧生化處理和厭氧生化處理兩大類；按照微生物的生長(zhǎng)方式，可分為懸浮生長(zhǎng)和固著生長(zhǎng)兩微生物的生長(zhǎng)方式，可分為懸浮生長(zhǎng)和固著生長(zhǎng)兩類，即活性污泥法和生物膜法。此外，按照系統(tǒng)的類，即活性污泥法和生物膜法。此外，按照系統(tǒng)的運(yùn)行方式，可分為連續(xù)式和間歇式；按照主體設(shè)備運(yùn)行方式，可分為連續(xù)式和間歇式；按照主體設(shè)備的水流狀態(tài)，可分為推流式和完全混合式等類型。的水流狀態(tài)，可分為推流式和完全混合式等類型。常用的生化處理方法見(jiàn)下表。常用的生化處理方法見(jiàn)下表。污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教

30、學(xué)資源庫(kù) 常用的生化處理方法常用的生化處理方法 生化處理好氧處理自然條件下水體自凈天然水體、氧化塘土壤自凈污水灌溉、滲濾等人工條件下懸浮生長(zhǎng)活性污泥法及其變法、氧化溝、氧化塘固著生長(zhǎng)生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化、 好氧生物流化床厭氧處理自然條件下高溫堆肥厭氧塘人工條件下懸浮生長(zhǎng)厭氧消化池、上流式厭氧污泥床、化糞池等固著生長(zhǎng)厭氧濾池、厭氧生物流化床等污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)四、好氧生化處理與厭氧生化處理的區(qū)別污水生物處理理論污水生物處理理論國(guó)家職業(yè)教育水環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)好氧生化處理與厭氧生化學(xué)處理的區(qū)別好氧生化處理與厭氧生化學(xué)處理的區(qū)別1 1、起作用的微生物群不同、起作用的微生物群不同 好氧生化處理是好氧微生物和兼性厭氧微生物群體起作好氧生化處理是好氧微生物和兼性厭氧微生物群體起作用，而厭氧生化處理先是厭氧產(chǎn)酸菌和兼性厭氧菌作用，然用，而厭氧生化處理先是厭氧產(chǎn)酸菌和兼性厭氧菌作用，然后是